一种球罐组对工装构架的制作方法

本发明涉及一种新型组对工装，该工装不仅可以保证球罐组对的实用性，而且可以实现完全机械化组装拆除，不需使用气割及电焊，节省能源不污染环境。

背景技术：

球形压力容器(简称球罐)是储罐的一种，容器等级分为三类，多数用于盛装液态烃等介质。球罐从结构上可分为橘瓣式和混合式，可分为3带、4带、5带、7带等几种。球罐与其他储罐相比，由于其球壳板的环向应力与径向应力一致，在相同的设计压力下，球罐的设计厚度最小，并且在容器设计压力相同的情况下，球罐的表面积最小，所用的材料最省。球罐由于结构上比较特殊，组装和焊接的难度比其他形式的容器大。组装时，先进行赤道带的组装，赤道带安装完成后安装下极带，下极带安装完成后，开始在球罐内搭满架子，为了保证安全性，架子应采用钢铁材质的杆子和跳板，而为了保证架子的牢固性，需要将钢铁材质的杆子焊接到球罐本体的内壁上，然后按与下极带相同的工序安装上极带，最终完成整个球罐的组装。组装完成后需要对球罐的内部进行焊接。

焊接完成后，将球罐内的钢铁材质的架子移至球罐外，由于架子的体积较大，球罐的人孔口径较小，所以需要使用气割将架子割碎后清理出球罐，架子的利用率很低，容易造成极大的浪费，而且反复的切割和焊接会造成不必要的环境污染。

现有技术中虽然有采用三角架结构替代脚手架等结构的技术，但是，其三角架结构是由水平杆、竖直杆和斜支撑杆连接构成，斜支撑杆用于调节水平杆的水平度。在调节水平杆的水平度的过程中，需要将水平杆与斜支撑杆之间的卡子松开，同时调节水平杆和斜支撑杆，由于钢铁材质的三角架结构具有较大的重量，难以同时对水平杆和斜支撑杆进行操作。此外，由于球罐的直径较大，在组装或焊接时，工作人员所处的位置较高，单单采用三角架及搭设在三角架上的板子，难以保证工作人员的安全。

所以，如何简化球罐组装过程中架子的结构，并提高架子的安全性能，成为亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种球罐组对工装构架，该组对工装构架安装简单，拆卸方便，方便调节，安全性高，可循环利用，节省资源，方便球罐的组装和内部焊接。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种球罐组对工装构架，包括人字支撑结构、板体和护栏，人字支撑结构包括横梁和斜撑，横梁的一端和斜撑的一端活动连接，使两者之间的夹角在一定范围内可调，且位于该端的横梁上设置栏杆固定结构；横梁的另一端固定连接有连接板体，连接板体上开设销轴孔；斜撑的另一端固定连接有定位块，定位块上开设销轴孔；

至少两个人字支撑结构的横梁同平面安装，板体固定于横梁之上，组成操作平台；

所述护栏通过横梁上的栏杆固定结构安装在人字支撑结构上。

需要提前在球罐内部将人字架的位置设计好并划线、将挂耳焊接在划线位置，把支架悬挂于挂耳上用销轴固定使用。

斜撑和横梁之间活动连接，首先将横梁安装在球罐的内壁上，然后调节斜撑下端的安装高度即可调节横梁的水平度，在调节横梁的水平度时，无需同时对横梁进行调节，使人字支撑结构的安装更容易进行。斜撑和横梁之间的夹角可在一定范围内调整，当使用完毕后，将斜撑和横梁从球罐内壁拆卸下来，将斜撑和横梁折叠，即可减小斜撑和横梁之间的张合角度，便于将人字支撑结构整体从球罐的人孔中取出。

人字支撑结构仅由横梁和斜撑组成，结构极为简化，大大节省球罐组装的成本。

斜撑上连接有定位块，定位块上开设销轴孔，将斜撑安装于球罐上时，将定位块放置于挂耳(挂耳包括平行焊接的两块钢板，钢板上设有销孔)的两块钢板之间，然后利用销轴将斜撑安装在挂耳上，定位块的两侧与挂耳的两块钢板较充分接触，便于提高斜撑的安装稳定性，有利于提高架子的安全性能。

将护栏通过横梁上的栏杆固定结构安装在横梁上，操作人员在工作时可以手扶栏杆，进一步提高了工作的安全性。

优选的，所述人字支撑结构包括连接杆体，连接杆体的一端与横梁的一端倾斜固定连接，连接杆体的另一端与所述斜撑的端部通过转轴连接。

斜撑可以绕着转轴相对于连接杆体旋转，进而实现了绕着横梁旋转，实现斜撑与横梁之间的角度的调整。

优选的，所述栏杆固定结构为若干个螺栓及设置于横梁上的若干个螺栓孔。

优选的，所述护栏包括至少两个竖向杆体、扶手和护腰栏杆，竖向杆体的下端固定有底板，底板上开设螺栓孔，通过所述栏杆固定结构竖直安装在横梁上，扶手安装于竖向杆体的顶部，基本水平设置，护腰栏杆安装于竖向杆体的中部。

进一步优选的，所述扶手和护腰栏杆采用销轴固定在竖向杆体上。采用销轴进行固定，便于扶手和护腰栏杆的安装和拆卸。

进一步优选的，所述扶手的两端的侧面分别设置有一个连接管体，连接管体在扶手的同一侧垂直于扶手设置，连接管体上设置有销孔，竖向杆体的顶部设置有销孔，安装时，竖向杆体插入连接管体内部，连接管体上的销孔与竖向杆体顶部的销孔对齐，通过销轴进行连接。

采用该结构的扶手，一方面可以提高扶手安装和拆卸的方便性，另一方面可以提高扶手安装的稳定性。

优选的，所述球罐组对工装构架还包括倒挂伞架，倒挂伞架包括主梁和至少两个支撑结构，支撑结构对称安装于主梁的两侧。

进一步优选的，所述支撑结构包括横撑和斜撑，横撑的一端与斜撑的一端铰接，横撑的另一端活动安装于所述主梁上，斜撑的另一端固定安装于所述主梁上，横撑和斜撑组成三角支撑结构。

更进一步优选的，所述横撑与主梁之间铰接或销接。

拆卸时，先将斜撑从主梁上拆下，然后横撑绕活动连接处朝向主梁折叠，斜撑绕与横撑的活动连接处朝向横撑折叠，使横撑和斜撑都近乎竖向悬挂于主梁上，且近乎处于一条线上。拆卸完所有支撑结构，使所有支撑结构均悬挂在主梁上，起吊主梁，即可将该倒挂伞架吊出球罐外，大大节省了安装和拆卸工序。

进一步优选的，所述支撑结构环绕所述主梁安装。

本发明的有益效果为：

1.斜撑和横梁之间活动连接，首先将横梁安装在球罐的内壁上，然后调节斜撑下端的安装高度即可调节横梁的水平度，在调节横梁的水平度时，无需同时对横梁进行调节，使人字支撑结构的安装更容易进行。斜撑和横梁之间的夹角可在一定范围内调整，当使用完毕后，将斜撑和横梁从球罐内壁拆卸下来，将斜撑和横梁折叠，即可减小斜撑和横梁之间的张合角度，便于将人字支撑结构整体从球罐的人孔中取出。

2、倒挂伞架的结构设置，拆卸时，先将斜撑从主梁上拆下，然后横撑绕活动连接处朝向主梁折叠，斜撑绕与横撑的活动连接处朝向横撑折叠，使横撑和斜撑都近乎竖向悬挂于主梁上，且近乎处于一条线上。拆卸完所有支撑结构，使所有支撑结构均悬挂在主梁上，起吊主梁，即可将该倒挂伞架吊出球罐外，大大节省了安装和拆卸工序。

3、本发明的球罐组对工装构架实用性强、拆卸方便，可循环利用节省资源材料。每台球罐用使用一次可节省材料费、架子费用10000元左右，并且可以减少因切割、焊接引起的环境污染等问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为可机械式组装拆卸护栏结构示意图。

图2为可机械拆卸折叠式人字支撑结构示意图。

图3可机械组装拆卸式倒挂伞架结构示意图。

图4为人字支撑结构和倒挂伞架在球罐中的安装结构示意图。

其中，1、扶手，2、固定轴销，3、连接管体，4、护腰栏杆，5、护腰栏杆固定轴销，6、底板，7、护腰栏杆固定底板，8、横梁，9、栏杆固定结构，10、折叠转轴，11、斜撑，12、人字支撑定位块，13、销轴孔，14、主梁。

具体实施方案

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

一种球罐组对工装构架，包括人字支撑结构、板体和护栏，人字支撑结构包括横梁8和斜撑11，横梁8的一端和斜撑11的一端活动连接，使两者之间的夹角在一定范围内可调，且位于该端的横梁8上设置栏杆固定结构；横梁8的另一端固定连接有连接板体，连接板体上开设销轴孔；斜撑11的另一端固定连接有定位块12，定位块12上开设销轴孔13；

两个或两个以上的人字支撑结构的横梁8同平面安装，板体担于横梁8之上，组成操作平台；所述护栏通过横梁上的栏杆固定结构9安装在人字支撑结构上。

需要提前在球罐内部将人字架的位置设计好并划线、将挂耳焊接在划线位置，把支架悬挂于挂耳上用销轴固定使用。

如图2所示，人字支撑结构包括连接杆体，连接杆体的一端与横梁8的一端倾斜固定连接，连接杆体的另一端与斜撑11的端部通过折叠转轴10连接。斜撑11可以绕着折叠转轴10相对于连接杆体旋转，进而实现了绕着横梁8旋转，实现斜撑11与横梁8之间的角度的调整，进而实现斜撑11相对于横梁8的折叠或打开。

栏杆固定结构9为若干个螺栓及设置于横梁上的若干个螺栓孔。人字支撑横梁8、人字支撑斜撑11、折叠转轮轴、人字支撑定位块12均有普通碳钢材质。支撑横梁为40*60的矩形方管材质q235、人字支撑斜撑为40*60的矩形方管材质q235、折叠转轮轴材质为不锈钢、人字支撑定位块材质为q235。

如图1所示，所述护栏包括至少两个竖向杆体、扶手1和护腰栏杆4，竖向杆体的下端固定有底板6，底板6上开设螺栓孔，通过所述栏杆固定结构9竖直安装在横梁8上，扶手1安装于竖向杆体的顶部，基本水平设置，护腰栏杆4通过护腰栏杆固定销轴5安装于竖向杆体的中部。扶手1的两端的侧面分别设置有一个连接管体3，连接管体3在扶手1的同一侧垂直于扶手1设置，连接管体3上设置有销孔，竖向杆体的顶部设置有销孔，安装时，竖向杆体插入连接管体3内部，连接管体3上的销孔与竖向杆体顶部的销孔对齐，通过固定销轴2进行连接。采用该结构的扶手，一方面可以提高扶手安装和拆卸的方便性，另一方面可以提高扶手安装的稳定性。

扶手、固定销轴、扶手连接管体3、护腰栏杆、固定销轴、底板固定螺栓、护腰栏杆所用材料材质可为普通碳钢。扶手为ф25-40焊管、长度为2.5-3.0米、扶手接口为ф20圆钢，护腰栏杆为ф25-32焊管，销轴及固定螺栓为普通碳钢材质。

球罐组对工装构架还包括倒挂伞架，如图3所示，倒挂伞架包括主梁14和至少两个支撑结构，支撑结构对称安装于主梁的两侧。支撑结构与人字支撑结构的结构相似，包括横撑和斜撑，横撑的一端与斜撑的一端铰接，横撑的另一端活动安装于所述主梁上，斜撑的另一端固定安装于所述主梁上，横撑和斜撑组成三角支撑结构。横撑与主梁之间铰接或销接。拆卸时，先将斜撑从主梁上拆下，然后横撑绕活动连接处朝向主梁14折叠，斜撑绕与横撑的活动连接处朝向横撑折叠，使横撑和斜撑都近乎竖向悬挂于主梁14上，且近乎处于一条线上。拆卸完所有支撑结构，使所有支撑结构均悬挂在主梁上，起吊主梁，即可将该倒挂伞架吊出球罐外，大大节省了安装和拆卸工序。

多个支撑结构环绕所述主梁14安装，将支撑结构安装完成以后，在支撑结构的横撑上担上板子，组成操作平台，为了保证操作人员的安全性，可以在操作平台的周围安上护栏。

所述伞架主梁14选用为直径480mm口径的碳钢管长度为2.5米、伞架支撑横梁、伞架斜撑、折叠转轮轴、人字支撑定位块、支撑固定销轴与上述人字支撑相同。

如图4所示，将配套人字支撑分层次安装在伞架主梁上。待球罐组对完成后可通过内部组装的方式在球罐内部将伞架进行组装。组装完成后通过吊车将伞架平台安装在球罐的上人孔处用于后期的焊接。球罐焊接分为内外焊缝，外口焊接完成后需要对内口进行焊接，上极板焊缝处于球罐内部最顶端悬空处，操作人员站在伞状平台上进行上极板的焊接作业，焊接完成后，拆卸时，先将斜撑从主梁上拆下，然后横撑绕活动连接处朝向主梁折叠，斜撑绕与横撑的活动连接处朝向横撑折叠，使横撑和斜撑都近乎竖向悬挂于主梁上，且近乎处于一条线上。拆卸完所有支撑结构，使所有支撑结构均悬挂在主梁上，起吊主梁，即可将该倒挂伞架吊出球罐外，大大节省了安装和拆卸工序。

本发明中的球罐组对工装构架可以适用于球罐的组装和焊接，焊接完成后，将工装拆卸，从球罐中取出。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。